مقطع نگاری رایانه ای

واضح آرشیو وب فارسی:سایت رسیک: مقطع‌نگاری رایانه‌ای یا برش‌نگاری رایانه‌ای یا توموگرافی رایانه‌ای (به انگلیسی: Computed Tomography) یا به اصطلاح سی‌تی اِسکَن، روشی نوین است که در علوم تشخیصی در فیزیک پزشکی کاربرد تحقیقاتی و درمانی فراوانی دارد.

در این روش، کالبد انسان یا دیگر جانوران به صورت لایه‌به‌لایه برانداز (اسکن) می‌شود و بدین ترتیب بخش‌های درونی بدن نیز برای پزشکان قابل رؤیت می‌گردد.

امروزه فناوری سی‌تی‌اسکن در بیمارستان‌ها و مراکز پژوهشی در سرتاسر دنیا (از جمله در ایران) کاربرد وسیع دارند[۱]

پیشینه

شماتیک ساختار یک پویشگر سی‌تی نسل اول از نوع EMI. این پویشگرها فقط از سر مقطع‌نگاری می‌کردند.
۱. تیوپ مولد اشعه ایکس
۲. آشکارساز مرجع
۳. بدنه دهانه
۴. آب
۵. بالشتک ضربه‌گیر
۶. یک جفت آشکارساز
۷. محل قرار گرفتن سر
۸. پلاستیک نرمپایه‌های ریاضی مقطع‌نگاری کامپیوتری به اوایل قرن بیستم باز می‌گردد. کاربرد عملی این روش در دهه ۶۰ میلادی بنیان گذارده شد. در سال ۱۹۶۳، آلن کرماک از دانشگاه تافتز از افرادی بود که نخستین بار نظریه یک سیستم سی تی اسکن را مطرح کرد. اما عملاً اولین اسکنر تجارتی در سال ۱۹۷۲ توسط گودفری هاونسفیلد از آزمایشگاه EMI در انگلستان انجام گردید.[۲][۳]

یکای هاونسفیلد به افتخار هاونسفیلد نامگذاری گردید و در نهایت جایزه نوبل پزشکی سال ۱۹۷۹ به کرماک و هاونسفیلد جهت ابداع این سیستم اعطا گردید.

سالها بعد، سیستمهای سی تی از نوع پیچشی (یا مارپیچی)، توسط افرادی چون ویلی کالندار (willi kalendar) ابداع گردیدند.[۴]

[ویرایش] نسل‌ها
در واقع، تکامل سیستمهای سی‌تی را میتوان بصورت زیر خلاصه کرد[۵]:

نسل اول: سیستم‌های پرتو خطی (pencil beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت انتقال-دوران.
نسل دوم: سیستم‌های پرتو بادبزنی باریک (narrow fan beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت انتقال-دوران.
نسل سوم: سیستم‌های پرتو بادبزنی پهن (wide fan beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت دورانی. آغاز استفاده از فناوری حلقه‌های لغزنده (slip ring technology).
نسل چهارم: سیستم‌های با حرکت دورانی منشا، اما با آشکارساز ساکن.
نسل پنجم: سیستم‌های مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترونی
نسل ششم: اضافه شدن حرکت مارپیچی یا اسپیرال (spiral). برای این نوع سیستم‌ها، گام (pitch) قابل تعریف است.
نسل هفتم: استفاده از آرایه‌های آشکارساز چندردیفی (Multi Detector Array) معروف به MDCT.
امروزه پویشگرهای سی‌تی نسل هفتم بر اساس الگوی حرکتی سیستمهای نسل سوم کار می‌کنند، و سیستمهای نسل چهارم در واقع از رده خارج شدند. لذا منشا پرتوها و آشکارسازها هر دو حرکت دورانی دارند. همچنین با آمدن به بازار سی‌تی‌های نسل ششم و هفتم با آرایهٔ +۶۴ برش، سیستم‌های مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترونی تقریباً از صحنه حذف شده‌اند، و امروزه بیشتر فقط برای پژوهش کاربرد دارند.

[ویرایش] ساختار و طرز کار

نمایی از داخل یک سی‌تی اسکن نسل هفتم.
T: منشا پرتو
R: جهت دوران
X: باریکهٔ پهن پرتوها
D: آرایه آشکارسازهادستگاه متداولی که این روش را جهت تصویر برداری به کار می‌برد سی تی اسکن نام دارد و متشکل از تعداد انبوهی آشکار ساز کوچک از نوع شمارنده درخششی (Scintillator) است که بصورت چندین ردیف درون دستگاه قرار داده شده‌اند. اینها پرتوهای ایکس عبوری از درون بدن بیمار را آشکار سازی می‌کنند. سپس سیگنالهای دریافت شده بتوسط الگوریتم‌های مخصوصی همانند از نوع بازتابی (backprojection) تصویر را باز سازی می‌کنند. سیر تکاملی این دستگاه‌ها اغلب در هفت نسل توسعه (generation) بررسی می‌شود.

امروزه سی تی اسکن‌ها از لحاظ کاری غالبا بر سه نوعند:

[ویرایش] مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترون
نوشتار اصلی: مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترون

در این نوع مقطع‌نگاری رایانه‌ای که به EBCT موسوم گشت، از حرکت غیر مکانیکی منبع پرتوهای ایکس استفاده می‌شود. این سیستمها از یک حلقهٔ تنگستنی استفاده می‌شود که دید زاویهٔ ۲۱۰ درجه را پوشش می‌دهد، و در عوض از میادین الکترومغناطیسی برای انحنا دادن به پرتو به زاویه معینی استفاده می‌گردد.[۶]

[ویرایش] مقطع‌نگاری رایانه‌ای با آشکارسازهای چند-ردیفی
در قسم دیگر، منبع پرتوهای ایکس و میز (یا تخت بیمار) همزمان حرکت می‌کنند که به اخذ داده‌ها بصورت مارپیچ گونه (helical) می‌انجامد. این مد از مقطع‌نگاری رایانه‌ای امروزه بیشتر رایج است و مقطع‌نگاری رایانه‌ای با آشکارسازهای چند-ردیفی (MDCT) یا «مولتی اسلایس» نام دارد.

اخیرا این دستگاه‌ها با پت اسکن بصورت ترکیبی (پت-سی تی) وارد بازار شده‌اند. اما ترکیبات مشابه دیگر نیز، همانند سیستم‌های SPECT/CT نیز وجود دارند.[۷]

ویژگی EBCT MDCT
منبع پرتو ایکس یک هدف پرتو الکترونی یک تیوب پرتو ایکس چرخنده
آشکارساز یک آشکارساز چندین ردیف آشکارساز
هندسهٔ اسکن هدف و آشکارساز هر دو ثابت دهانه (gantry) چرخنده
وضوح زمانی[۸] ۱۰۰ میلی ثانیه ۲۵۰ میلی ثانیه
وضوح فضایی[۹] (۰٫۸) (۰٫۸) (۲٫۵) میلیمتر مکعب (۰٫۵) (۰٫۵) (۱٫۰) میلیمتر مکعب
پرتودهی ۱٫۵ میلی سیورت ۹ میلی سیورت

[ویرایش] مقطع‌نگاری رایانه‌ای با اشعه مخروطی
نوشتار اصلی: مقطع‌نگاری رایانه‌ای با اشعه مخروطی

این نوع سیستم‌ها را می‌توان در دنداپزشکی‌ها و آزمایشگاه‌ها دید.

[ویرایش] آرتیفکت‌های متداول
نوشتار اصلی: آرتیفکت در سی تی اسکن

[ویرایش] نگارخانه
یک فانتوم کنترل کیفیت سیستمهای سی تی
نمایی از دهانه (gantry) و چگونگی قرار گرفتن بیمار در درون پویشگر
نتیجهٔ ترکیب سیستم‌های پت اسکن و سی تی اسکن تصویر آناتومی + متابولیکی بالا می‌باشد.
نمونهٔ تصویر برشی سی تی اسکن از دستگاه گوارش

[ویرایش] کاربردهای غیر پزشکی
از سی تی اسکن‌ها برای کاربردهای غیر پزشکی نیز استفاده می‌شود. بطور نمونه در تحقیقات باستان شناسی و یا علم مواد، سی تی اسکن‌ها نقش قابل توجهی را ایفا می‌کنند.

اخیرا حتی یک فسیل دایناسور مومیایی شده توسط بزرگ‌ترین سی تی اسکن جهان متعلق به شرکت بویینگ آمریکا، اسکن شد.[

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت رسیک]

[مشاهده در: www.ri3k.eu]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 299]